[發明專利]一種秋葵型SAPO-34分子篩及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110159400.7
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112939022B
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 李麗;張世超;崔紅志;王俊麗;梁宇
• 申請（專利權）人: 新鄉學院
• 主分類號: C01B39/54
• 分類號: C01B39/54;C01B37/08;B01J29/85;C07C1/20;C07C11/04;C07C11/06
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 路寬

本發明公開了一種秋葵型SAPO?34分子篩及其制備方法與應用，其制備過程主要包括以下步驟：將磷源、硅源、鋁源、模板劑和去離子水混合，加熱攪拌得到合成液A；向合成液A中加入粉末聚乙烯醇和氫氟酸，繼續加熱攪拌，得到分散合成液B；將分散合成液B轉移到高壓反應釜中水熱晶化后將所得固體產物過濾、洗滌、干燥、焙燒、冷卻。本發明所制備的SAPO?34分子篩呈特殊的秋葵型形貌結構，粒徑長為3~5μm，寬為0.5~1.5μm，其特殊的形貌是一種優異的催化劑載體，扁平的結構有利于傳質，在甲醇制烯烴催化反應過程中展現出優異的催化性能。

技術領域

本發明屬于分子篩材料技術領域，具體涉及一種秋葵型SAPO-34分子篩及其制備方法與應用。

背景技術

SAPO-34分子篩由于其特殊的孔道結構對乙烯、丙烯等低碳烯烴具有良好的擇形選擇性，并作為主要催化劑在甲醇制烯烴中表現出優異的催化活性。但較小的孔道和常規的立方體形貌在一定程度上限制了傳質，研究表明片狀形貌結構或扁平狀形貌結構可縮短反應物和產物的擴散路徑，抑制積碳的生成從而延長催化劑的使用壽命。

201610915336.X的發明專利介紹了一種層片狀SAPO-34分子篩的制備方法。該專利使用的模板劑為四乙基氫氧化銨，其使用量比較大且價格昂貴，此外對設備抗腐蝕性要求較高，在一定程度上增加了催化劑的成本。

CN107055563A的發明專利介紹了一種納米針狀SAPO-34分子篩的制備方法。該專利制備的分子篩針狀形貌尺寸較小，且晶體寬度面較短有利于縮短傳質距離，但由于其尺寸偏細，其機械穩定性可能較差。

綜上，常規立方體形貌的SAPO-34分子篩催化劑存在傳質擴散距離長的問題，層片狀和針狀形貌存在抗機械性能較差的問題。因此開發一種抗機械性能好，傳質距離短形貌的SAPO-34分子篩可有效解決上述問題。

發明內容

本發明的目的在于提供了一種秋葵型SAPO-34分子篩及其制備方法以解決現有技術存在的問題，該方法制備的秋葵型SAPO-34分子篩能夠作為催化劑用于甲醇制備烯烴反應中。

為了實現上述的目的，本發明采用如下的合成技術方法：一種秋葵型SAPO-34分子篩的制備方法，其特征在于具體步驟為：

步驟S1：將磷源、硅源、鋁源、模板劑和去離子水混合，加熱攪拌4~6h，得到合成液A，其中磷源為磷酸溶液，鋁源為擬薄水鋁石、異丙醇鋁或活性氧化鋁中的一種或多種，硅源為正硅酸四乙酯、白炭黑或硅溶膠中的一種或多種，模板劑為嗎啉或三乙胺中的一種或多種；

步驟S2：向合成液A中加入粉末聚乙烯醇和氫氟酸溶液，繼續加熱攪拌1~4h，得到分散合成液B，其中粉末聚乙烯醇（PVA）為PVA17-92或PVA17-99中的一種或多種；

步驟S3：將分散合成液B轉移到高壓反應釜中，在165~200℃下水熱晶化24~72h，水熱晶化后將所得固體產物過濾、洗滌、干燥，再升溫至550℃焙燒6~8h后冷卻，即得到秋葵型SAPO-34分子篩。

優選的，步驟S1所述合成液A中各組分的摩爾比P₂O₅：Al₂O₃：SiO₂：Mor：H₂O：PVA：HF為（0.85~1.2）：（1~1.3）：（0.4~0.7）：（2.6~3.8）：（45~120）：（0.0005~0.005）：（2~6）。

優選的，步驟S2中所述氫氟酸溶液的濃度為35wt%~45wt%。

優選的，步驟S1和步驟S2中加熱攪拌的加熱溫度為35~45℃、攪拌速度為200~600r/min。

優選的，步驟S3中干燥條件為100℃干燥6~12h。